宇宙初期的星系长什么样子？韦伯太空望远镜拍到了有史以来第一张照片

随着詹姆斯韦伯太空望远镜投入使用，科学家们希望能观测到最早的星系

国家航空航天局詹姆斯韦伯太空望远镜于2022年7月11日释出的科学质量照片，是迄今为止可观测到的宇宙最深处的红外视图。

（图源：国家航空航天局，航天局，加拿大宇航局，空间望远镜研究所）

对过去那些我们陌生的星系，国家航空航天局的新天文台将成为我们的探索向导。

7月11日，拜登总统发布了詹姆斯韦伯太空望远镜（缩写：JWST）的首张官方照片：一张遥远过去的令人惊叹的深空视图。但随着更多的时间旅行到来，科学家们希望通过天文台能观测到一些宇宙的早期星系。

“我为可以第一次看到40亿年前的宇宙感到很激动。我们至今还未看到过任何可以展示宇宙当时样子的东西，我们将通过JWST首次看到。”巴尔的摩太空望远镜科学研究所的一个天文学家丹·科埃告诉“空间”网：“我们也将看到早期宇宙星系的样子。”

自二十年前科学家开始研发韦伯望远镜，它的主要目标任务之一就是观测宇宙早期的星系。这些星系是如此的遥远以致于它们的光往往需要旅行数十亿年才能到达地球，它们是现存的宇宙遗迹。在我们看来，它们存在的时间接近宇宙的开端，这些遥远的星系发出的光首次到达地球时，看起来仍像刚出发时一样。没人知道这些遗迹看起来是什么样-韦伯望远镜的科学家已经迫不及待要去进行探索了。

韦伯之所以可以首次拍到这些星系是因为它具有惊人的灵敏度和观测到红外线的能力。就好像它身处数十亿年前在拍摄宇宙一样。随着恒星发出光并开始空间旅行，宇宙围绕着这些恒星逐渐膨胀，使每个恒星都比亿万年前离地球更远，而且越来越远。随着一个恒星逐渐远离，它发出的光的波形也像个机灵鬼一样发生了变化，光的波长开始变长，天文学家称这种现象为“红移”：人类可以看到蓝光的波长拉伸变成红光，可见光的波长拉伸变成红外线。

人类肉眼无法看到红外线，用来观测可见光和紫外线的哈勃空间望远镜也无法看到，但韦伯望远镜可以观测到以前的星光，即便它们已经红移太多变成了红外线。

“韦伯相较之前的哈勃望远镜可以观测到更长波长的光，因此我们能看到遥远的过去，”科埃说。（韦伯望远镜也比哈勃望远镜更大更灵敏，能用它探测到非常微弱的光，更适用于对遥远星系的研究）“我们也能因此看到这些早期星系的完整照片。”

照片将展示这些星系真实的样子。科学家认为最早期的星系也许比现在的更小更混乱。小而无序的恒星团合并会形成更复杂的形状，例如我们螺旋状的银河系，理论表明，碰撞也能引发新星的诞生。

詹姆斯·韦伯太空望远镜也开始用斯蒂芬五重奏的图像研究星系碰撞。

（图源：国家航空航天局，航天局，加拿大宇航局，空间望远镜研究所）

“当星系碰撞时，它们不会发生爆炸，而是开始喷溅，”乔纳森·加德纳，韦伯望远镜副高级项目科学家，在6月举行的媒体见面会上说。“因为星系中大部分是空间是空的，因此恒星们几乎不会相互碰撞。但气体会产生碰撞并引发恒星的爆裂，随着最终合并产生的星系形成下一代恒星。”

韦伯投入使用第一年的几个研究项目将聚焦于通过天文台观测早期的恒星和星系。科埃负责其中两个项目—其中一个是研究已通过哈勃望远镜发现的最远星系，另一个是观测最早的已知独立恒星，名叫Earendel。

因为引力透镜现象，只有天文学家才能看到这颗恒星和所在星系。引力透镜现象是指极大质量物体产生的引力，例如一个星系团，会扭曲其后面天体发出的光线，使其产生弯曲和放大的现象。科学家们早已学会通过这些天然透镜增强韦伯望远镜的能力：引力透镜现象通过韦伯的第一张深空照片得以展示。

很多其他研究项目也将聚焦于早期星系，包括Webb早期发布科学计划中的几部分内容。计划将在韦伯投入使用的前五个月很快发布数据供科学家学习如何更高效的使用望远镜的数据。从研究星系演化的项目到研究星系合并的项目，这些项目将对全世界的科学家共享宇宙首批星系的数据。

科埃说他已经等不及通过韦伯太空望远镜去深入探索我们宇宙早期的星系了。那时，他已经看过了韦伯早期的观测结果，比如周一发布的超深场观测照片。

“看到这些观测结果中的内容我真的很兴奋，”他说。“我已经看过了部分首批数据，它将会令你大吃一惊。”

BY:Rebecca Sohn

FY: 杂七八糟嘿

如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

来源: 天文在线